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¿Por qué los sistemas eléctricos trifásicos pueden brindar a los mineros una ventaja competitiva mientras disminuye la eficiencia de los ASIC?
Desde la introducción del primer minero ASIC en 2013, la minería de Bitcoin ha crecido exponencialmente, con una eficiencia que ha aumentado de 1200 J/TH a tan solo 15 J/TH. Si bien estos avances se debieron a la mejora de la tecnología de chips, hemos alcanzado los límites de los semiconductores basados ​​en silicio. A medida que la eficiencia continúa mejorando, es necesario centrarse en optimizar otros aspectos de la minería, especialmente la configuración energética.
En la minería de Bitcoin, la alimentación trifásica se ha convertido en una mejor alternativa a la monofásica. Dado que cada vez se diseñan más circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) para voltaje de entrada trifásico, la futura infraestructura minera debería considerar la implementación de un sistema trifásico unificado de 480 V, especialmente considerando su prevalencia y escalabilidad en Norteamérica.
Para comprender la importancia del suministro de energía trifásico al minar Bitcoin, primero debe comprender los conceptos básicos de los sistemas de energía monofásicos y trifásicos.
La alimentación monofásica es el tipo de alimentación más común en las instalaciones residenciales. Consta de dos cables: un cable de fase y un cable neutro. La tensión en un sistema monofásico fluctúa de forma sinusoidal, con la potencia suministrada alcanzando un pico y luego cayendo a cero dos veces durante cada ciclo.
Imagina empujar a una persona en un columpio. Con cada empujón, el columpio se balancea hacia adelante, luego hacia atrás, alcanza su punto más alto, luego cae a su punto más bajo, y luego vuelves a empujar.
Al igual que las oscilaciones, los sistemas de energía monofásicos también presentan periodos de máxima y nula potencia de salida. Esto puede generar ineficiencias, sobre todo cuando se requiere un suministro estable, aunque en aplicaciones residenciales dichas ineficiencias son insignificantes. Sin embargo, en aplicaciones industriales exigentes como la minería de Bitcoin, esto cobra una importancia crucial.
La electricidad trifásica se utiliza comúnmente en entornos industriales y comerciales. Consta de tres cables de fase, lo que proporciona un suministro eléctrico más estable y fiable.
De forma similar, siguiendo el ejemplo del columpio, supongamos que tres personas lo empujan, pero el intervalo de tiempo entre cada empujón es diferente. Una persona lo empuja cuando empieza a frenar tras el primer empujón, otra lo empuja hasta un tercio de su recorrido y la tercera hasta dos tercios. Como resultado, el columpio se mueve de forma más suave y uniforme porque se empuja constantemente desde distintos ángulos, lo que garantiza un movimiento constante.
Asimismo, los sistemas de energía trifásicos proporcionan un flujo de electricidad constante y equilibrado, lo que aumenta la eficiencia y la fiabilidad, algo especialmente útil para aplicaciones de alta demanda como la minería de Bitcoin.
La minería de Bitcoin ha recorrido un largo camino desde sus inicios, y los requisitos de electricidad han cambiado significativamente a lo largo de los años.
Antes de 2013, los mineros utilizaban CPU y GPU para minar Bitcoin. Con el crecimiento de la red Bitcoin y el aumento de la competencia, la llegada de los mineros ASIC (circuitos integrados de aplicación específica) revolucionó el sector. Estos dispositivos están diseñados específicamente para la minería de Bitcoin y ofrecen una eficiencia y un rendimiento inigualables. Sin embargo, estas máquinas consumen cada vez más energía, lo que exige mejoras en los sistemas de alimentación.
En 2016, las máquinas de minería más potentes tenían una velocidad de procesamiento de 13 TH/s y consumían unos 1300 vatios. Si bien la minería con este equipo era extremadamente ineficiente según los estándares actuales, en aquel entonces resultaba rentable debido a la escasa competencia en la red. Sin embargo, para obtener un beneficio decente en el competitivo entorno actual, los mineros institucionales ahora utilizan equipos que consumen alrededor de 3510 vatios de electricidad.
A medida que aumentan los requisitos de potencia y eficiencia de los ASIC para las operaciones mineras de alto rendimiento, las limitaciones de los sistemas de alimentación monofásicos se hacen evidentes. La transición a la alimentación trifásica se está convirtiendo en un paso lógico para satisfacer las crecientes necesidades energéticas del sector.
La alimentación trifásica de 480 V ha sido durante mucho tiempo el estándar en entornos industriales de Norteamérica, Sudamérica y otros lugares. Su amplia adopción se debe a sus numerosas ventajas en términos de eficiencia, ahorro de costes y escalabilidad. La estabilidad y fiabilidad de la alimentación trifásica de 480 V la convierten en la opción ideal para operaciones que requieren un mayor tiempo de actividad y una mayor eficiencia de la flota, especialmente en un mundo que experimenta una reducción a la mitad de la producción.
Una de las principales ventajas de la electricidad trifásica es su capacidad para proporcionar una mayor densidad de potencia, reduciendo así las pérdidas de energía y asegurando que los equipos mineros funcionen con un rendimiento óptimo.
Además, la implementación de un sistema de alimentación trifásico puede generar ahorros significativos en los costos de la infraestructura eléctrica. Menos transformadores, menos cableado y una menor necesidad de equipos de estabilización de voltaje contribuyen a reducir los costos de instalación y mantenimiento.
Por ejemplo, con una alimentación trifásica de 208 V, una carga de 17,3 kW requeriría 48 amperios. Sin embargo, al alimentarla con una fuente de 480 V, el consumo se reduce a solo 24 amperios. Reducir la corriente a la mitad no solo disminuye la pérdida de potencia, sino que también minimiza la necesidad de utilizar cables más gruesos y costosos.
A medida que se expanden las operaciones mineras, la capacidad de aumentar fácilmente la capacidad sin realizar cambios significativos en la infraestructura eléctrica es fundamental. Los sistemas y componentes diseñados para alimentación trifásica de 480 V proporcionan alta disponibilidad, lo que permite a los mineros escalar sus operaciones de manera eficiente.
A medida que crece la industria de la minería de Bitcoin, se observa una clara tendencia hacia el desarrollo de más circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) compatibles con el estándar trifásico. Diseñar instalaciones mineras con una configuración trifásica de 480 V no solo resuelve el problema actual de ineficiencia, sino que también garantiza que la infraestructura esté preparada para el futuro. Esto permite a los mineros integrar sin problemas nuevas tecnologías que se hayan diseñado teniendo en cuenta la compatibilidad con la alimentación trifásica.
Como se muestra en la tabla a continuación, la refrigeración por inmersión y la refrigeración líquida son excelentes métodos para escalar la minería de Bitcoin y lograr un mayor rendimiento de hash. Sin embargo, para soportar tal potencia de cómputo, la fuente de alimentación trifásica debe configurarse para mantener un nivel similar de eficiencia energética. En resumen, esto se traducirá en mayores beneficios operativos con el mismo margen de beneficio.
La transición a un sistema de alimentación trifásico requiere una planificación e implementación cuidadosas. A continuación, se describen los pasos básicos para implementar la alimentación trifásica en su operación de minería de Bitcoin.
El primer paso para implementar un sistema de energía trifásico es evaluar los requerimientos energéticos de su operación minera. Esto implica calcular el consumo total de energía de todos los equipos mineros y determinar la capacidad adecuada del sistema eléctrico.
La modernización de su infraestructura eléctrica para soportar un sistema de energía trifásico puede requerir la instalación de nuevos transformadores, cables e interruptores automáticos. Es fundamental trabajar con un electricista cualificado para garantizar que la instalación cumpla con las normas y reglamentos de seguridad.
Muchos mineros ASIC modernos están diseñados para funcionar con alimentación trifásica. Sin embargo, los modelos más antiguos pueden requerir modificaciones o el uso de equipos de conversión de energía. Configurar tu equipo de minería para que funcione con alimentación trifásica es un paso fundamental para garantizar la máxima eficiencia.
Para garantizar la continuidad de las operaciones mineras, es fundamental implementar sistemas de respaldo y redundancia. Esto incluye la instalación de generadores de respaldo, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) y circuitos de respaldo para proteger contra cortes de energía y fallas en los equipos.
Una vez que un sistema eléctrico trifásico está en funcionamiento, la monitorización y el mantenimiento continuos son fundamentales para garantizar un rendimiento óptimo. Las inspecciones periódicas, el equilibrio de carga y el mantenimiento preventivo pueden ayudar a identificar y resolver posibles problemas antes de que afecten a las operaciones.
El futuro de la minería de Bitcoin reside en el uso eficiente de los recursos eléctricos. A medida que los avances en la tecnología de procesamiento de chips alcanzan sus límites, la optimización de la configuración eléctrica se vuelve cada vez más importante. La alimentación trifásica, especialmente los sistemas de 480 V, ofrece numerosas ventajas que pueden revolucionar las operaciones de minería de Bitcoin.
Los sistemas de energía trifásicos pueden satisfacer las crecientes necesidades de la industria minera al proporcionar mayor densidad de potencia, eficiencia mejorada, menores costos de infraestructura y escalabilidad. La implementación de un sistema de este tipo requiere una planificación y ejecución meticulosas, pero los beneficios superan con creces los desafíos.
A medida que la industria minera de Bitcoin continúa creciendo, la adopción de sistemas de alimentación trifásicos podría allanar el camino hacia una operación más sostenible y rentable. Con la infraestructura adecuada, los mineros pueden aprovechar al máximo el potencial de sus equipos y mantenerse a la vanguardia en el competitivo mundo de la minería de Bitcoin.
Este artículo es una colaboración de Christian Lucas de Bitdeer Strategy. Las opiniones expresadas son exclusivamente suyas y no reflejan necesariamente las de BTC Inc. ni Bitcoin Magazine.